El núcleo de performance de Prius está en su sistema Hybrid Synergy Drive (HSD) de última generación. El sistema ha sido rediseñado en un 90% en comparación con la versión anterior, ofreciendo mejor desempeño y reduciendo aún más el consumo de combustible.

El Hybrid Synergy Drive está compuesto en esencia por varios componentes:

• Un motor de gasolina (2ZR- FXE de 1.8 litros).
• Dos motores eléctricos (MGA1 y MG2).
• Un separador de energía.
• La batería híbrida.
• El inversor / convertidor.

El motor de gasolina del Prius es de 1800 c.c y utiliza un ciclo de combustión tipo Atkinson. Este motor incorpora varios de los elementos más modernos disponibles para Toyota.

Como todos los motores de gasolina, este utiliza la tecnología VVT-i (Tiempo Variable de Válvulas con inteligencia por sus siglas en inglés) que ajusta el tiempo de apertura de la válvula de admisión.

Prius cuenta con sistema EGR, "Recirculación de Emisiones Gases", que utiliza las emisiones del escape para calentar, con mayor rapidez, el motor a su temperatura óptima, obteniendo como resultado un menor consumo de combustible.

Prius cuenta con dos motores eléctricos llamados MG1 y MG2 (Motor Generador 1 y Motor Generador 2), que tienen las siguientes funciones:

MG1: Sirve para recargar la batería y proporcionar energía electrónica adicional bajo aceleración fuerte. MG1 no se despliega en el monitor híbrido, pero siempre está en operación.

MG2: Es el motor eléctrico, que puede impulsar el vehículo por sí sólo en momentos como la largada, la aceleración suave y el frenado , pudiendo ser más eficiente que el motor de gasolina. Además, MG2 puede servir como complemento al motor de gasolina en el proceso de aceleración.

Este es el corazón del sistema híbrido. Funciona como centro de distribución de la energía de los motores eléctricos y el motor de gasolina.
Permite una combinación infinita de marchas, para ajustarse a las diferentes condiciones de manejo. Además, sirve como arrancador para el motor de gasolina.

La batería híbrida está compuesta por varias celdas de baterías de níquel e hidruro metálico. Continuamente almacenan y descargan energía al tren motriz, según sus necesidades.

Al salir de las baterías, la energía es corriente directa de 201 voltios, que luego es transformada por el inversor/convertidor en corriente alterna de 650 voltios.

El inversor/convertidor es también el responsable de calcular el desempeño eléctrico.